KR20140107344A - 송풍 장치 - Google Patents

Abstract

송풍 장치는 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드(31)를 갖는 축류형의 팬(3)과, 팬(3)의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부(23) 및 팬(3)에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부(24)를 갖는 팬 슈라우드(2)를 구비한다. 팬 슈라우드(2)는 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주까지의 거리가 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부(21)를 갖고, 협소 가장자리부(21)로부터 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 형성되고, 팬(3)보다도 흡입 공기의 상류를 향하여 돌출하는 것과 함께, 바람 유도부(24)보다도 외부 방향으로 돌출하는 돌출 가장자리부(22)를 갖는다. 이에 따라, 회전 소음을 저감할 수 있는 팬 슈라우드(2)를 갖는 송풍 장치를 제공할 수 있다.

Description

송풍 장치{BLOWER DEVICE}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 해당 개시 내용이 참조에 의하여 본 출원에 편입된, 2012년 1월 12일에 출원된 일본 특허 출원2012―004332를 토대로 하고 있다.

본 개시는 축류형 팬의 외측을 둘러싸도록 배치되는 팬 슈라우드(shroud)를 구비하는 송풍 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는 자동차의 라디에이터의 냉각에 이용되는 송풍 장치로서 축류형 팬을 구비하는 것이 기재되어 있다. 이 축류형 팬에 있어서는, 팬 슈라우드 전체의 형상에 기인하는 압력 변동이 소음 발생의 하나의 요인으로 되는 것을 알 수 있다.

그래서 특허 문헌 1의 송풍 장치는 팬의 외주에 소정 간격을 통하여 배치되는 통형상부와 팬의 중심점을 중심으로 한, 부채꼴로 통형상부를 움푹 패이게 함으로써 형성한 압력 변동 억제 공간을 형성한 팬 슈라우드를 구비하고 있다. 이 팬 슈라우드의 형상에 의해 상기의 압력 변동이 완화되어, 발생하는 소음을 작게 할 수 있다.

또, 특허 문헌 1에 기재된 송풍 장치에서는 원형의 팬의 주위를 둘러싸는 직사각형의 팬 슈라우드를 구비함으로써 예를 들면, 팬의 선단부와 팬 슈라우드의 외부 가장자리부의 거리가 긴 부분과 짧은 부분이 존재한다. 이 때문에, 팬에 흡입되는 공기 풍량이 해당 거리가 짧은 부분에서는 긴 부분에 비하여 적어질 염려가 있다. 따라서, 팬의 선단부의 전체 둘레 영역에 있어서의 흡입 공기 풍량이 불균일해지기 때문에, 팬 전체 둘레 영역에 있어서의 공기의 흐름에 불균형이 발생하여, 팬의 회전에 동반하는 소음, 이른바 회전 소음이 발생하는 경우가 있다.

특히, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등과 같이 모터 구동에 의해 주행하는 차량에 있어서는, 엔진음 등의 큰 음원의 발생이 적거나 또는 전무하기 때문에 차량 탑재의 팬의 회전 소음이 차량 주위로 두드러지게 전해지기 쉬워서, 주변 환경의 소음 문제의 원인으로 되는 일이 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특개2010―222974호 공보

그래서 본 개시는 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 회전 소음을 저감할 수 있는 팬 슈라우드를 갖는 송풍 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 제 1 양태에 있어서, 송풍 장치는 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드를 갖는 축류형의 팬과, 팬의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부 및 팬에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부를 갖는 팬 슈라우드를 구비하고 있다. 팬 슈라우드는 또한 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 팬의 외주까지의 거리가 외부 가장자리부의 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부와, 팬의 회전 방향에 있어서, 협소 가장자리부로부터 어긋난 위치에 형성되고, 팬보다도 흡입 공기의 흐름 방향 상류측에 위치하는 것과 함께, 바람 유도부보다도 외측에 위치하는 돌출 가장자리부를 갖는다.

일반적으로, 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 내측에 위치하는 바람 유도부에 있어서, 다른 부분에 비하여 팬의 외주까지의 거리가 짧은 협소 가장자리부에서는 바람 유도부를 따르도록 팬의 외주로부터 흡입되는 공기가 다른 부분보다도 적어진다. 또, 팬으로 유입되는 공기의 유입 방향이 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 내측과 팬의 외주까지의 거리에 의하여 바뀐다. 이 때문에, 팬의 외주로의 흡입 공기량은 팬의 외주 전역에 있어서 적은 부분이 발생하고, 또한 팬으로의 유입 방향도 둘레 방향에 있어서 불균일해질 염려가 있으며, 팬의 회전에 의한 소음, 이른바 회전 소음의 발생을 일으킬 염려가 있다. 또한, 회전 소음은 예를 들면, 고속 회전체와 주변 공기의 간섭 현상에 의하여 현저히 증대하고, 단일 주파수 성분에서 특히 높은 음압으로 된다.

그래서 본 개시의 제 1 양태에 따르면, 돌출 가장자리부를 따라서 끌어들여지는 공기류를 형성할 수 있다. 이 돌출 가장자리부로부터의 팬 흡입 공기량의 증가 및 팬으로의 유입이 팬 중심을 향하여 둘레 방향에서 균일하게 되고, 팬 외주 전체의 흡입 방향 및 흡입 공기량을 균일한 상태로 접근시킬 수 있다. 따라서, 회전 소음을 저감할 수 있는 팬 슈라우드를 갖는 송풍 장치를 제공할 수 있다.

본 개시의 제 2 양태에 따르면, 협소 가장자리부는 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 팬의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분이어도 좋다. 이에 따르면, 가장 회전 소음의 요인으로 될 수 있는 협소 가장자리부로부터 팬 회전 방향으로 진행한 위치에 돌출 가장자리부를 형성함으로써 팬 외주로의 흡입 공기량을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 또, 팬으로의 유입 공기 방향도 협소 가장자리부로부터 팬 회전 방향으로 진행한 위치에서 팬의 블레이드와 유입 공기의 간섭이 커지는 것을 억제하여 팬 중심을 향해서 둘레 방향으로 균일하게 된다. 이 때문에, 팬 슈라우드에 형성하는 돌출 가장자리부의 갯수나 크기를 억제해도 효과적으로 회전 소음을 저감하는 송풍 장치를 제공할 수 있다.

본 개시의 제 3 양태에 따르면, 돌출 가장자리부는 팬측에 만곡상의 내벽면을 가져도 좋다. 이에 따르면, 흡입 공기를 전방으로부터 돌출 가장자리부의 내측으로 끌어들일 때에 돌출 가장자리부의 내벽면의 만곡 형상을 따르는 기류가 형성되기 때문에 흡입 공기를 스무드하게 팬의 외주에 도입할 수 있다. 이에 따라, 돌출 가장자리부를 거쳐서 팬 외주에 도입하는 공기량을 효과적으로 증가시킬 수 있고, 팬의 흡입 공기량의 불균형 시정이 촉진되어, 회전 소음의 현저한 저감을 실현할 수 있다.

본 개시의 제 4 양태에 있어서, 송풍 장치는 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드를 갖는 축류형의 팬과, 팬의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부 및 팬에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부를 갖는 팬 슈라우드를 구비한다. 팬 슈라우드는 또한 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 팬의 외주까지의 거리가 외부 가장자리부의 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부와, 해당 협소 가장자리부로부터 팬의 회전 방향으로 어긋난 위치이고, 또한 팬보다도 흡입 공기의 흐름 방향 하류측에 배치되어, 통부로부터의 팬의 중심측을 향하여 소정 길이 연장되는 차폐판을 갖는다.

발명자들의 예의 연구에 의해 이하의 것을 알 수 있다. 송풍 장치의 팬 슈라우드에 있어서, 팬 외주로부터 불어 내어지는 공기량은 협소 가장자리부에 상당하는 위치로부터 팬의 회전 방향으로 진행한 위치에서 다른 위치로부터의 공기량보다도 많다. 그리고 이 위치에서 불어 내어지는 공기량이 많기 때문에 팬 외주 전체에 있어서의 분출 공기량이 불균일해져 있다. 이와 같은 불균일한 분출 공기량의 분포가 팬의 회전 소음의 발생을 일으키는 요인으로 되어 있다.

그래서 본 개시의 제 4 양태에 따르면, 협소 가장자리부로부터 팬의 회전 방향으로 어긋난 위치이고, 또한 팬보다도 흡입 공기의 흐름 방향 하류에 배치되는 차폐판을 가짐으로써 차폐판에 의한 분출 공기의 차폐 효과에 의해 팬으로부터의 분출 공기량을 협소 가장자리부로부터 회전 방향으로 진행한 위치에서 억제할 수 있다. 이 차폐판에 의한 분출 공기량의 감소에 의해 팬 외주로부터의 분출 공기량을 균일한 상태로 접근시킬 수 있어서, 분출 공기량의 둘레 방향의 밸런스를 개선할 수 있다. 따라서, 회전 소음을 저감할 수 있는 팬 슈라우드를 갖는 송풍 장치를 제공할 수 있다. 또, 이 송풍 장치에 따르면, 팬 슈라우드의 높이 치수 등의 체격을 크게 하지 않고 회전 소음을 저감할 수 있다.

본 개시의 제 5 양태에 따르면, 협소 가장자리부는 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 팬의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분이어도 좋다. 이에 따르면, 가장 회전 소음의 요인으로 될 수 있는, 협소 가장자리부로부터 팬의 회전 방향으로 어긋난 위치이고, 팬보다도 하류에 차폐판을 설치함으로써 해당 위치에서의 팬 외주로부터의 분출 공기량을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 팬 슈라우드에 형성하는 차폐판의 갯수나 크기를 억제해도 효과적으로 회전 소음을 저감하는 것이 가능해진다. 또, 회전 소음을 저감할 수 있는 한에 있어서, 차폐판의 갯수나 크기를 억제할 수 있기 때문에 팬의 하류측에서의 통풍 저항을 억제할 수 있다.

도 1은 본 개시의 제 1 실시 형태에 관련되는 송풍 장치의 배면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ―Ⅲ단면도이다.
도 4는 제 1 실시 형태의 송풍 장치와 비교예의 송풍 장치에 대하여 소음 레벨을 비교한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 제 2 실시 형태에 관련되는 송풍 장치의 배면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ―Ⅵ단면도이다.
도 7은 본 개시의 제 3 실시 형태에 관련되는 송풍 장치의 배면도이다.
도 8은 제 3 실시 형태의 팬 슈라우드의 일부의 단면도이다.
도 9는 비교예의 송풍 장치에 대하여 소음 레벨을 측정한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 제 3 실시 형태의 송풍 장치에 대하여 소음 레벨을 측정한 실험 결과를 나타내는 도면이다.

이하에, 도면을 참조하면서 본 개시를 실시하기 위한 복수의 형태를 설명한다. 각 형태에 있어서 선행하는 형태에서 설명한 사항에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여서 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다. 각 형태에 있어서 구성의 일부만을 설명하고 있는 경우에는, 구성의 다른 부분에 대해서는 선행하여 설명한 다른 형태를 적용할 수 있다. 각 실시 형태에서 구체적으로 조합이 가능한 것을 명시하고 있는 부분끼리의 조합뿐만 아니라, 특별히 조합에 지장이 발생하지 않으면, 명시하고 있지 않아도 실시 형태끼리를 부분적으로 조합하는 것도 가능하다.

(제 1 실시 형태)

본 개시의 제 1 실시 형태의 송풍 장치(1)에 대하여 도 1∼도 4에 따라서 설명한다. 제 1 실시 형태에서는 송풍 장치의 일례로서, 차량에 엔진 등을 냉각하기 위해 탑재되는 라디에이터에 대하여 송풍을 제공하는 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시 형태의 송풍 장치(1)를 설명하기 위한 배면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ단면을 화살표 방향에서 보았을 때의 팬 슈라우드(2)에 대해서의 부분 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅲ―Ⅲ단면을 화살표 방향에서 보았을 때의 팬 슈라우드(2)에 대해서의 부분 단면도이다. 또한, 도 1∼3에 있어서, 팬(3)을 회전 구동하는 모터 및 모터 스테이는 도시하지 않고 있다. 또, 도면에 있어서 화살표는 송풍 장치(1)가 흡입하는 공기의 흐름 방향을 나타내고 있다.

송풍 장치(1)는 1개의 축류형의 팬(3)과, 팬(3)을 회전 구동하는 모터를 지지하고, 팬(3)이 흡입하는 공기를 유도하는 팬 슈라우드(2)를 구비한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 팬(3)은 회전의 중심으로 되는 보스부(30)와, 보스부(30)로부터 방사상으로 연장되는 복수개의 블레이드(31)를 구비한다. 복수개의 블레이드(31)는, 그 일단은 보스부(30)와 접속되고, 타단은 원형의 링부(32)에 접속되어 있다. 팬(3)은 회전 동력을 주는 모터를 구비하고 있다. 모터는 회전축인 모터 샤프트를 갖는다. 모터 샤프트와 보스부(30)는 고정 부재에 의해 연결되어 있다. 모터는 전동식이고, 예를 들면, 페라이트식의 직류 모터로 구성한다. 모터에는 전기자로 전력을 공급하기 위한 하니스(harness)부가 접속되고, 이 하니스부는 커넥터 등을 통하여 차량의 배터리에 접속되어 있다.

팬(3)은 라디에이터(4)보다도 흡입 공기의 하류측에 배치되어 있다. 이에 따라, 팬(3)은 모터가 회전 구동됨으로써 차량 전면의 그릴측으로부터 엔진측을 향하여 외기를 흡인한다.

팬 슈라우드(2)는 엔진 냉각수의 열을 방열시키기 위한 라디에이터(4)에 냉각풍을 제공하는 팬(3)을 덮도록 지지하는 부재이다. 팬 슈라우드(2)는 팬(3)의 모터를 지지 고정하는 것과 함께, 라디에이터(4)에 일체로 부착된다. 예를 들면, 팬 슈라우드(2)는, 그 연직 방향 하부 및 연직 방향 상부에 나사 등이 삽입 통과 가능한 관통 구멍을 구비한 하측 부착부 및 상측 부착부를 갖고, 하측 부착부 및 상측 부착부의 각각을 라디에이터(4)에 설치된 각 암나사부에 나사로 맞추어짐으로써 라디에이터(4)에 일체로 부착된다.

팬 슈라우드(2)는 가로로 긴 직사각형상이고, 라디에이터(4)의 코어부에 대하여 냉각풍을 통과시키는 팬(3)을 1개 배치할 수 있는 구성을 갖고 있다. 팬 슈라우드(2)는 팬(3)의 모터가 부착되는 모터 부착부와, 모터 부착부로부터 방사상으로 복수개 연장 설치되는 모터 스테이와, 팬(3)의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부(23)와, 팬(3)에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부(24)를 구비하고 있다. 통부(23)는 팬(3)의 보스부(30)로부터 방사상으로 연장되는 5장의 블레이드(31)의 외주(팬의 외주)를 둘러싸는 원형상을 나타내고, 모터 스테이의 방사 방향 단부와 일체로 형성되어, 모터 스테이를 통하여 모터 부착부를 지지한다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 팬 슈라우드(2)는, 그 외부 가장자리부와 통부(23)의 사이에 매끄럽게 경사 또는 만곡하는 형상의 바람 유도부(24)를 구비하고 있다. 이 바람 유도부(24)는 라디에이터(4)의 코어부의 전면에 외기를 효율적으로 흡입하는 기능을 완수한다. 팬 슈라우드(2)의 라디에이터측 외부 가장자리부로부터 통부(23)의 내부 가장자리부에 이르는 바람 유도부(24)에 의하여 형성되는 통상 부분은 풍동부(wind tunnel portion)를 구성하여, 외기의 효율적인 흡입 기류의 형성에 기여한다.

팬 슈라우드(2)는 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주까지의 거리가 외부 가장자리부의 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부(21)를 갖는다. 즉, 도 1에 도시하는 바와 같이, 협소 가장자리부(21)는 가로로 긴 직사각형상의 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중에서 긴 변에 위치하는 부분이고, 짧은 변에 위치하는 광대 가장자리부(20)보다도 팬(3)의 외주까지의 거리가 짧아져 있다. 바꾸어 말하면, 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 외주까지의 거리보다도 광대 가장자리부(20)로부터 팬(3)의 외주까지의 거리쪽이 길다. 협소 가장자리부(21)는 통부(23)까지의 거리가 광대 가장자리부(20)의 경우보다도 짧아서, 협소 가장자리부(21)로부터 통부(23)까지 형성되는 바람 유도부(24)의 면적이 매우 좁아져 있다. 광대 가장자리부(20)는 팬(3)의 외주까지, 또는 통부(23)까지 형성되는 바람 유도부(24)의 면적이 협소 가장자리부(21)의 경우에 비하여 커져 있다.

또한, 팬 슈라우드(2)는 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 형성되고, 팬(3)보다도 흡입 공기의 상류를 향하여 돌출하는 것과 함께, 바람 유도부(24)보다도 외부 방향으로 돌출하는 돌출 가장자리부(22)를 갖는다. 돌출 가장자리부(22)는 팬측의 내벽면(22a)이 만곡상이다. 또, 돌출 가장자리부(22)의 외벽면도 팬측의 내벽면(22a)에 유사하게 만곡상인 것이 바람직하고, 이에 따라, 팬 슈라우드(2)의 외형 치수를 억제할 수 있다. 특히, 돌출 가장자리부(22)가 설치되어 있는 위치에 대응하는 협소 가장자리부(21)는 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주 또는 통부(23)까지의 거리가 가장 짧은 부분인 것이 바람직하다.

팬 슈라우드(2)는 수지 성형 부재이고, 소정의 금형을 이용한 사출 성형 등에 의하여 성형된다. 이 수지 성형 부재는 예를 들면, 유리 섬유나 탤크재에 의하여 강도가 높아진 폴리프로필렌 수지 등에 의하여 완성되어 있다.

라디에이터(4)는 내부에 엔진의 냉각수가 흐르고, 예를 들면, 세로 방향이 상하 방향을 향하도록 하여 복수 배열되는 튜브 및 튜브 간에 설치되는 팬으로 이루어지는 코어부를 갖고, 또한, 튜브의 세로 방향 양단부가 접속되는 상측 탱크 및 하측 탱크를 갖고 구성되어 있다.

상기 구성에 있어서, 엔진으로부터의 냉각수는 워터 펌프가 구동됨으로써 라디에이터 회로를 지나서 상측 탱크에 유입된 후, 코어부의 튜브 내를 상측으로부터 하측을 향하여 흐르고, 팬(3)에 의해 제공되는 차실외 공기와의 사이에서 열교환되어 냉각된 후, 하측 탱크로부터 유출되어 엔진으로 되돌아가게 되어 있다.

도 4는 발명자들이 본 실시 형태의 송풍 장치(1)와 비교예의 송풍 장치에 대하여 소음 레벨을 측정하고, 비교한 실험 결과이다. 송풍 장치(1)와 비교예의 송풍 장치의 차이는, 송풍 장치(1)에는 팬 슈라우드(2)에 돌출 가장자리부(22)가 형성되어 있는지의 여부이다. 즉, 비교예의 송풍 장치에 있어서의 팬 슈라우드의 외부 가장자리부는 긴 변 및 짧은 변에 외부 방향의 돌출부가 없는 가로로 긴 직사각형상이다. 그 밖의 실험 조건은 각각의 송풍 장치에 대하여 라디에이터를 일체로 부착한 상태에서 모터에 13. 5V의 전압을 인가하고, 팬으로부터 흡입 공기의 상류로 1m 지점에서의 소음을 측정했다. 도 4에 나타내는 음압 레벨은 A특성 주파수 가중치를 이용하여 측정한 것이다.

도 4에 있어서, 굵은 선으로 나타내는 결과가 송풍 장치(1)의 소음 특성이고, 가늘은 선으로 나타내는 결과가 비교예의 송풍 장치의 소음 특성이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 주파수 200㎐ 부근(2400rpm×5장／60)에 있어서, 함께 피크값이 측정되고, 송풍 장치(1)의 음압 레벨이 비교예의 송풍 장치의 음압 레벨보다도 19dB 저하하는 결과가 얻어졌다. 송풍 장치(1)에 따르면, 이와 같이 사람의 청각에 대하여 불쾌한 소음이라고 느껴지기 쉬운 저주파수에서의 음압 레벨을 크게 저감할 수 있기 때문에 순음(순음(純音)이며 사람에게 불쾌감을 줄 수 있는 회전 소음을 저하할 수 있다.

이하에, 본 실시 형태의 송풍 장치가 초래하는 작용 효과에 대하여 서술한다. 송풍 장치(1)는 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드(31)를 갖는 축류형의 팬(3)과, 팬(3)의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부(23) 및 팬(3)에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부(24)를 갖는 팬 슈라우드(2)를 구비한다. 팬 슈라우드(2)는 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주까지의 거리가 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부(21)를 갖고, 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 형성되고, 팬(3)보다도 흡입 공기의 상류를 향하여 돌출하는 것과 함께, 바람 유도부(24)보다도 외부 방향으로 돌출하는 돌출 가장자리부(22)를 갖는다.

이 구성에 따르면, 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 팬(3)보다도 흡입 공기의 상류를 향하여 돌출하여 바람 유도부(24)보다도 외부 방향으로 돌출하는 돌출 가장자리부(22)를 가짐으로써 돌출 가장자리부(22)를 따라서 팬 외주에 끌어들여지는 공기류를 형성할 수 있다. 이 돌출 가장자리부(22)로부터의 팬 외주로의 흡입 방향을 팬 중심을 향하여 둘레 방향에서 균일화할 수 있고, 또한, 흡입 공기량의 증가에 의해 팬 외주로의 흡입 공기를 균일한 상태로 접근시켜서, 흡입 공기의 둘레 방향의 밸런스를 개선할 수 있다.

비교예의 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 내측에 위치하는 바람 유도부에 있어서는, 협소 가장자리부에서 바람 유도부를 따르도록 팬 외주로부터 흡입되는 공기가 다른 부분보다도 적어진다. 따라서, 팬 외주로의 흡입 공기량이 팬 외주 전역에 있어서 적은 부분이 발생하여 불균일해져서, 회전 소음의 발생을 일으킬 염려가 있다. 본 실시 형태의 송풍 장치(1)에 따르면, 불균일한 흡입 공기량에 의한 회전 소음의 발생을 방지할 수 있다.

또, 협소 가장자리부(21)는 팬 슈라우드(2)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분이다. 이 구성에 따르면, 가장 회전 소음의 요인으로 될 수 있는 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 돌출 가장자리부(22)를 형성함으로써 팬 외주로의 흡입 공기량을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 이 때문에, 팬 슈라우드(2)에 형성하는 돌출 가장자리부(22)의 갯수나 크기를 적게 하여 설계된 제품이어도 효과적으로 회전 소음을 저감하는 것이 가능해진다. 그리고 팬 슈라우드(2)의 치수를 억제할 수 있기 때문에 송풍 장치(1)의 소형화에 공헌할 수 있다.

또, 돌출 가장자리부(22)는 팬측의 내벽면(22a)이 만곡상으로 되도록 형성되어 있다. 이 구성에 따르면, 흡입 공기를 전방으로부터 돌출 가장자리부(22)의 내축으로 끌어들일 때에 돌출 가장자리부(22)의 내벽면(22a)의 만곡 형상을 따르는 기류가 형성되기 때문에 흡입 공기를 스무드하게 외주에 도입할 수 있다. 이에 따라, 돌출 가장자리부(22)를 거쳐서 팬 외주에 도입하는 공기량을 효과적으로 증가시킬 수 있기 때문에 팬 외주로의 흡입 공기량의 불균형이 개선되어, 회전 소음의 저감에 공헌할 수 있다.

(제 2 실시 형태)

제 2 실시 형태는 송풍 장치(1A)의 구성에 대하여 제 1 실시 형태를 변경하는 실시 형태이다. 도 5는 제 2 실시 형태의 송풍 장치(1A)를 설명하기 위한 배면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅵ―Ⅵ단면을 화살표 방향에서 보았을 때의 팬 슈라우드(2A)에 대해서의 부분 단면도이다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 송풍 장치(1A)는 제 1 실시 형태의 송풍 장치(1)에 대하여 팬 슈라우드(2A)의 외부 가장자리부 중, 돌출 가장자리부(22)의 대변(對邊)측에도 돌출 가장자리부(22A)를 구비하는 것이 상이해 있다. 특별히 설명하지 않는 형태는 제 1 실시 형태와 동일한 것으로 하고, 이하, 다른 형태를 주로 설명한다.

팬 슈라우드(2A)는 상부의 돌출 가장자리부(22)에 추가하여 하부에 위치하는 협소 가장자리부(21A)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에 형성되고, 팬(3)보다도 흡입 공기의 상류를 향하여 돌출하는 것과 함께, 바람 유도부(24)보다도 외부 방향으로 돌출하는 돌출 가장자리부(22A)를 갖는다. 돌출 가장자리부(22A)는 팬(3)의 중심에 대하여 돌출 가장자리부(22)의 점대칭으로 되는 위치에 설치되어 있다고도 할 수 있다. 돌출 가장자리부(22A)는 팬측의 내벽면(22aa)이 만곡상이다. 또, 돌출 가장자리부(22A)의 외벽면도 팬측의 내벽면(22aa)에 유사하게 만곡상인 것이 바람직하다. 특히, 돌출 가장자리부(22A)가 설치되어 있는 위치에 대응하는 협소 가장자리부(21A)도 팬 슈라우드(2A)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주 또는 통부(23)까지의 거리가 가장 짧은 부분인 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 송풍 장치(1A)에 따르면, 팬 슈라우드(2A)의 상부 및 하부에 형성되는 협소 가장자리부(21, 21A)에 의하여 돌출 가장자리부(22)와 돌출 가장자리부(22A)의 양쪽을 따라서 팬 외주에 끌어들여지는 공기류를 형성할 수 있다. 이와 같이 팬 슈라우드(2A)의 외부 가장자리부의 대변 부위에 위치하는 2개의 돌출 가장자리부로부터 팬 외주로 유입되는 공기량이 증가함으로써 팬 외주 전체의 흡입 공기량을 확실하게 균일한 상태로 접근시켜서, 흡입 공기량의 둘레 방향의 밸런스 개선을 촉진할 수 있다.

(제 3 실시 형태)

제 3 실시 형태는 송풍 장치(1B)의 구성에 대하여 제 1 실시 형태를 변경하는 실시 형태이다. 도 7은 제 3 실시 형태의 송풍 장치(1B)를 설명하기 위한 배면도이다. 도 8은 제 3 실시 형태의 팬 슈라우드(2B)에 대해서의 측단면도의 일부이다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 송풍 장치(1B)는 제 1 실시 형태의 송풍 장치(1)에 대하여 회전 소음을 저감하기 위한 특징적 구성으로서 돌출 가장자리부 대신에 차폐판(25, 25A)을 구비하는 것이 상이해 있다. 특별히 설명하지 않는 형태는 제 1 실시 형태와 동일한 것으로 하고, 이하, 다른 형태를 주로 설명한다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 팬 슈라우드(2B)는 팬(3)이 불어 내는 공기류의 일부가 충돌하는 위치에 차폐판(25) 및 차폐판(25A)을 구비하고 있다. 차폐판(25)은 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치이고, 또한 팬(3)보다도 흡입 공기의 하류에 배치되어, 통부(23)로부터 팬(3)의 중심측을 향하여 소정 길이 연장되는 판상의 부재이다. 차폐판(25A)은 차폐판(25)에 대하여 대변 부위, 또는 팬(3)의 중심에 대하여 차폐판(25)의 점대칭으로 되는 위치에 설치되고, 팬 슈라우드(2B)의 하부에 위치하는 협소 가장자리부(21A)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치이고, 또한 팬(3)보다도 흡입 공기의 하류에 배치되어, 통부(23)로부터 팬(3)의 중심측을 향하여 소정 길이 연장되어 있다. 또, 차폐판(25, 25A)은 팬(3)의 둘레 방향에도 소정 길이 연장되는 형상으로, 해당 외주 방향에 긴 직사각형상을 나타내고 있다.

바꾸어 말하면, 차폐판(25, 25A)은 모터(33)를 지지하는 모터 스테이(34)와 팬(3)의 블레이드(31)의 사이로서, 회전하는 블레이드(31)의 선단 및 통부(23)와 블레이드(31)의 선단의 사이의 간극을 적어도 덮도록 설치되어 있다. 이에 따라, 팬(3)이 불어 내는 공기류를 팬 외주 부근에서 부분적으로 차단하는 장해벽으로 된다.

도 9는 발명자들이 비교예의 송풍 장치에 대하여 소음 레벨을 측정한 실험 결과이다. 도 10은 발명자들이 본 실시 형태의 송풍 장치(1B)에 대하여 소음 레벨을 측정한 실험 결과이다. 송풍 장치(1B)와 비교예의 송풍 장치의 차이는, 송풍 장치(1B)에는 팬 슈라우드(2B)에 차폐판(25, 25A)이 형성되어 있는지의 여부이다. 즉, 비교예의 송풍 장치에 있어서의 팬 슈라우드의 외부 가장자리부는 팬(3)의 공기 하류측에 공기 흐름을 차단하는 차폐판이 없다. 그 밖의 실험 조건은 각각의 송풍 장치에 대하여 라디에이터를 일체로 부착한 상태에서 모터에 13. 5V의 전압을 인가하고, 팬으로부터 흡입 공기의 상류로 1m 지점에서의 소음을 측정했다. 도 9 및 도 10에 나타내는 음압 레벨은 A특성 주파수 가중치를 이용하여 측정한 것이다.

양 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 주파수 200㎐ 부근에 있어서, 함께 피크값이 측정되고, 송풍 장치(1B)의 음압 레벨(NB)이 비교예의 송풍 장치의 음압 레벨(NA)보다도 약 13dB 저하하는 결과가 얻어졌다. 송풍 장치(1B)에 따르면, 이와 같이 사람의 청각에 대하여 불쾌한 소음이라고 느껴지기 쉬운 저주파역에서의 음압 레벨을 크게 저감할 수 있기 때문에 사람에게 불쾌감을 줄 수 있는 회전 소음을 저하할 수 있다.

발명자들은 예의 연구에 의해 비교예의 송풍 장치에 관련되는 팬 슈라우드에 있어서, 팬 외주로부터 후방으로 불어 내어지는 공기가 협소 가장자리부에 상당하는 위치로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치에서 다른 부위보다도 많은 것을 확인하고 있다. 그리고 이 부위에서 불어 내어지는 공기량이 많은 것에 의하여 팬 외주 전체에 있어서의 분출 공기량이 불균일해져 있는 것을 규명하고 있다. 이와 같은 불균일한 분출 공기의 분포가 팬의 회전 소음의 발생을 일으키고 있다.

그래서 본 실시 형태의 송풍 장치(1B)에 따르면, 협소 가장자리부(21, 21A)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치이고, 또한 팬(3)보다도 흡입 공기의 하류에 배치되는 차폐판(25, 25A)을 갖는다. 이 차폐판(25) 또는 차폐판(25A)의 차폐 효과에 의해 협소 가장자리부(21) 또는 협소 가장자리부(21A)로부터 회전 방향(R)으로 진행한 위치에서 팬(3)으로부터 불어 내어지는 공기량을 억제할 수 있다. 이 차폐판(25) 또는 차폐판(25A)에 의한 분출 공기량의 감소에 의해 팬 외주로부터의 분출 공기량을 균일한 상태로 접근시켜서, 분출 공기량의 둘레 방향의 밸런스를 개선할 수 있다.

또, 차폐판(25) 또는 차폐판(25A)은 팬 슈라우드(2B)의 높이 방향 등에 돌출하는 구성이 아니기 때문에 팬 슈라우드(2B)의 체격을 크게 하는 일이 없다. 따라서, 장치의 대형화를 방지할 수 있다.

또, 협소 가장자리부(21) 또는 협소 가장자리부(21A)는 팬 슈라우드(2B)의 외부 가장자리부 중, 팬(3)의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분이다. 이 구성에 따르면, 협소 가장자리부(21)로부터 팬(3)의 회전 방향(R)으로 진행한 위치로서, 팬(3)보다도 하류에 차폐판(25)이나 차폐판(25A)을 설치함으로써 해당 위치에서의 팬 외주로부터의 분출 공기량을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 팬 슈라우드(2B)에 형성하는 차폐판의 갯수나 크기를 저감하여 설계된 제품이어도 효과적으로 회전 소음을 저감하는 것이 가능해진다. 그리고 팬 슈라우드(2B)의 치수를 억제할 수 있기 때문에 송풍 장치(1)의 소형화에 공헌할 수 있다.

(다른 실시 형태)

이상, 본 개시의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시는 상기한 실시 형태에 전혀 제한되는 일 없이, 본 개시의 주요 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태의 송풍 장치(1, 1A, 1B)는 차량의 엔진 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터에 대하여 냉각풍을 제공하는 장치이지만, 본 개시는 이 형태에 한정하여 적용되는 것은 아니다. 예를 들면, 공조 장치, 급탕 장치 등의 실외기에 탑재되어 냉각풍을 제공하는 장치, 컴퓨터, 전자 부품 등을 냉각하는 냉각풍을 제공하는 장치 등에 적용할 수 있다.

상기 실시 형태의 송풍 장치(1, 1A, 1B)는 라디에이터(4)보다도 공기 흐름의 하류에 배치되어 있지만, 이 형태에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 송풍 장치(1, 1A, 1B)가 불어 낸 공기를 열교환기 등에 공급하도록 배치되는 것이어도 좋다.

상기의 제 3 실시 형태의 송풍 장치(1B)는 차폐판(25)과 차폐판(25A)을 구비하고 있지만, 이들 중, 어느 하나의 차폐판을 구비하는 구성이어도 좋고, 한쪽의 차폐판에 의해서도 상기의 회전 소음을 저감하는 작용 효과를 이룰 수 있다.

Claims (5)

1. 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드(31)를 갖는 축류형의 팬(3)과,
   상기 팬의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부(23) 및 상기 팬에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부(24)를 갖는 팬 슈라우드(2)를 구비하고,
   상기 팬 슈라우드는 또한,
   상기 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 상기 팬의 외주까지의 거리가 외부 가장자리부의 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부(21)와,
   상기 팬의 회전 방향(R)에 있어서, 상기 협소 가장자리부로부터 어긋난 위치에 형성되고, 상기 팬보다도 상기 흡입 공기의 흐름 방향 상류측에 위치하는 것과 함께, 상기 바람 유도부보다도 외측에 위치하는 돌출 가장자리부(22)를 갖는
   송풍 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 협소 가장자리부(21)는 상기 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 상기 팬의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분인
   송풍 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 돌출 가장자리부(22)는 상기 팬측에 만곡상의 내벽면(22a)을 갖는
   송풍 장치.
   
4. 공기를 송풍하는 복수개의 블레이드(31)를 갖는 축류형의 팬(3)과,
   상기 팬의 외주를 간격을 두고 둘러싸는 통부(23) 및 상기 팬에 의해 흡입되는 공기를 유도하는 바람 유도부(24)를 갖는 팬 슈라우드(2)를 구비하고,
   상기 팬 슈라우드는 또한,
   상기 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 상기 팬의 외주까지의 거리가 외부 가장자리부의 다른 부분에 비하여 짧은 협소 가장자리부(21, 21A)와,
   상기 협소 가장자리부로부터 상기 팬의 회전 방향(R)으로 어긋난 위치이고, 또한 상기 팬보다도 상기 흡입 공기의 흐름 방향 하류측에 배치되어, 상기 통부로부터 상기 팬의 중심측을 향하여 소정 길이 연장되는 차폐판(25, 25A)을 갖는
   송풍 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 협소 가장자리부(21, 21A)는 상기 팬 슈라우드의 외부 가장자리부 중, 상기 팬의 외주까지의 거리가 가장 짧은 부분인
   송풍 장치.

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